金剛石圓鋸片結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析及優(yōu)化

發(fā)布時(shí)間：2020-06-21 21:14

【摘要】：金剛石圓鋸片主要用于加工石材等脆性材料,其直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度,是典型的薄板結(jié)構(gòu),使得剛度有限,其質(zhì)量的好壞直接影響生產(chǎn)成本。金剛石圓鋸片在工作過程中產(chǎn)生的噪聲,會(huì)嚴(yán)重影響操作人員的健康;此外,鋸片工作環(huán)境大都比較惡劣,若在工作過程中發(fā)生斷裂,將在很大程度上威脅工作人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全。本文主要從結(jié)構(gòu)靜力學(xué)方面對(duì)金剛石圓鋸片進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)測量不同種類金剛石圓鋸片在外力作用下基體的應(yīng)變量,通過對(duì)比不同參數(shù)的金剛石圓鋸片的應(yīng)變結(jié)果,探討各種參數(shù)對(duì)其剛度的影響。然后用ANSYS對(duì)鋸片進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,以求找到金剛石圓鋸片的降噪方案。課題研究內(nèi)容分為以下三部分:(1)金剛石圓鋸片的應(yīng)變分析。利用DH3818靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測試儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)測得在不同外力作用下不同種類金剛石圓鋸片的應(yīng)變數(shù)據(jù),通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:隨著外力逐漸變大,金剛石圓鋸片的應(yīng)變也在變大,成正比關(guān)系;在齒數(shù)相同的情況下,金剛石圓鋸片的剛度與直徑成正比;在直徑相同的情況下,金剛石圓鋸片的剛度同齒數(shù)成反比。并設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn),通過極差分析、方差分析,得出結(jié)論:直徑對(duì)金剛石圓鋸片剛度的影響要大于齒數(shù)對(duì)其的影響。(2)通過三維建模軟件SolidWorks對(duì)金剛石圓鋸片進(jìn)行三維建模,利用ANSYS中結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析模塊對(duì)金剛石圓鋸片進(jìn)行了有限元結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析,提取在不同外力狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的金剛石圓鋸片基體的應(yīng)變值。并與靜力實(shí)驗(yàn)得到的應(yīng)變結(jié)果相對(duì)比,結(jié)果的相對(duì)誤差很小,大都在5%之內(nèi),由此證明了有限元所建立的模型的正確性。因此利用該模型可代替試驗(yàn)對(duì)金剛石圓鋸片進(jìn)行進(jìn)一步的分析。(3)金剛石圓鋸片的優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用ANSYS中的拓?fù)鋬?yōu)化功能,對(duì)金剛石圓鋸片的三維模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,根據(jù)優(yōu)化結(jié)果,試制出新結(jié)構(gòu)的金剛石圓鋸片。經(jīng)過再次實(shí)驗(yàn)測量,相比較無孔鋸片,仍滿足剛度要求,且優(yōu)化后鋸片噪聲最大可以降低5.08%。論文通過分析金剛石圓鋸片的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)特性,為鋸片設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考;拓?fù)鋬?yōu)化方法的成功應(yīng)用,對(duì)鋸片的生產(chǎn)制造有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O342
【圖文】：